الوصول إلى الإشارات العصبية
قارن الواجهات غير الباضعة وداخل الأوعية وعلى سطح القشرة والمخترقة بعيداً عن المبالغات.
الاقتراب من العصبونات يرفع عادةً دقة الإشارة ونطاق معلوماتها، لكنه يزيد المخاطر الجراحية ويضيّق المساحة المقاسة ويجعل الرجوع عن الإجراء أصعب.
غير باضع
يقيس إشارات كهربائية أو مغناطيسية أو تغيرات تدفق الدم والأكسجة من دون دخول الجسم.
- الموضع
- تبقى المستشعرات خارج الجلد والجمجمة.
- أمثلة حقيقية
- قبعات تخطيط الدماغ السريري (EEG)، وأنظمة MEG، وأجهزة MRI، وfNIRS القابل للارتداء.
- الدقة المكانية
- سنتيمترات في EEG؛ ومليمترات في التصوير المعتمد على MRI.
- الدقة الزمنية
- ملي ثوانٍ في EEG/MEG؛ وثوانٍ في fMRI/fNIRS.
- نطاق المعلومات
- عادةً عشرات إلى مئات المستشعرات؛ وتمتزج فيها إشارات تجمعات عصبية كبيرة.
- الاستقرار الزمني
- قابل للتكرار عبر سنوات، لكن موضع المستشعر والحالة الفسيولوجية يتغيران بين الجلسات.
- إمكان الرجوع
- يُزال بالكامل بعد كل جلسة.
- الأنسب لـ
- البحث واسع النطاق والمراقبة السريرية والواجهات منخفضة المخاطر.
- الخطر الجراحي
- لا يوجد
لا جرح جراحي؛ مع بقاء متطلبات السلامة الخاصة بكل وسيلة.
داخل الأوعية الدموية
يسجل النشاط الحقلي الموضعي عبر جدار الوعاء من دون فتح الجمجمة.
- الموضع
- تُدخل دعامة حاملة للأقطاب عبر وريد لتستقر داخل وعاء دماغي بمحاذاة القشرة الحركية.
- أمثلة حقيقية
- واجهة ستنترود (Stentrode) البحثية من شركة Synchron.
- الدقة المكانية
- تجمعات قشرية محلية قرب الوعاء المزروع.
- الدقة الزمنية
- ملي ثوانٍ.
- نطاق المعلومات
- نحو 16 قطباً في مصفوفات Stentrode الحالية؛ وبمعدل معلومات أقل من المصفوفات السطحية أو المخترقة.
- الاستقرار الزمني
- مصمم للاستخدام المزمن؛ ولا تزال الأدلة طويلة الأمد محدودة.
- إمكان الرجوع
- قد يمكن نزعه مبكراً، لكن نسيج بطانة الوعاء قد ينمو فوقه.
- الأنسب لـ
- التواصل والتحكم بالأجهزة عندما لا يكون فتح الجمجمة مناسباً.
- الخطر الجراحي
- متوسط
إجراء بالقسطرة ينطوي على مخاطر وعائية وتخثرية ومخاطر زرعة طويلة الأمد.
تحت الجافية / سطح القشرة
يسجل التخطيط الكهربائي للقشرة (ECoG) جهوداً حقلية موضعية بتشوش أقل من EEG عبر الجمجمة.
- الموضع
- توضع المصفوفات على سطح القشرة تحت الأم الجافية بعد فتح الجمجمة.
- أمثلة حقيقية
- شبكات مراقبة الصرع السريرية؛ ومصفوفات ECoG البحثية لفك ترميز الكلام.
- الدقة المكانية
- من مليمترات إلى نحو سنتيمتر بحسب تباعد نقاط التماس.
- الدقة الزمنية
- ملي ثوانٍ.
- نطاق المعلومات
- عادةً عشرات إلى مئات نقاط التماس فوق مساحة قشرية محدودة.
- الاستقرار الزمني
- الشبكات السريرية مؤقتة غالباً؛ وقد تتندب المصفوفات المزمنة أو تتحرك.
- إمكان الرجوع
- يمكن نزعها جراحياً، لكن ذلك يتطلب عملية أخرى.
- الأنسب لـ
- رسم خرائط الصرع وفك الترميز القشري عالي النطاق.
- الخطر الجراحي
- مرتفع
يتطلب جراحة قحفية؛ وتشمل المخاطر المهمة العدوى والنزف والنوبات.
داخل القشرة
يسجل الجهود الحقلية الموضعية، ويمكنه في ظروف مناسبة التقاط نبضات عصبونات مفردة.
- الموضع
- تخترق أقطاب مجهرية نسيج القشرة وتستقر أقرب ما يكون إلى العصبونات.
- أمثلة حقيقية
- مصفوفات يوتا، ومجسات Neuropixels، وخيوط Neuralink المرنة البحثية.
- الدقة المكانية
- من ميكرومترات إلى أجزاء من المليمتر حول كل قطب.
- الدقة الزمنية
- أقل من ملي ثانية إلى ملي ثوانٍ.
- نطاق المعلومات
- من عشرات إلى آلاف القنوات؛ وقد تشمل نبضات وحدات عصبية مفردة.
- الاستقرار الزمني
- قد تنزاح الإشارات أو تضعف مع استجابة النسيج؛ ويختلف الثبات باختلاف الجهاز والشخص.
- إمكان الرجوع
- يتطلب النزع جراحة ولا يعكس الأذى النسيجي المجهري.
- الأنسب لـ
- البحوث التي تتطلب فكاً دقيقاً لإشارات الحركة أو الإحساس أو الكلام.
- الخطر الجراحي
- مرتفع
جراحة اختراق الدماغ تحمل مخاطر النزف والعدوى واستجابة النسيج للزرعة.